Test Marshall Aspal

Test Marshall Aspal

Pengujian dengan alat Marshall dilakukan sesuai dengan prosedur Bina Marga. Pengujian ini dimaksudkan untuk mengetahui karakteristik campuran, menentukan ketahanan atau stabilitas terhadap kelelehan plastis (flow) dari campuran aspal.

Hubungan antara ketahanan (stabilitas) dan kelelehan plastisitas (flow) adalah berbanding lurus, semakin besar stabilitas, semakin besar pula flownya, dan begitu juga sebaliknya. Jadi semakin besar stabilitasnya maka aspal akan semakin mampu menahan beban, demikian juga sebaliknya. Dan jika flow semakin tinggi maka aspal semakin mampu menahan beban. Dari hasil pengamatan pada pengujian Marshall keudian dibuat grafik hubungan antara presentase kadar aspal dengan presentase rongga terisi aspal (VFA), presentase rongga dalam campuran (VIM), kelelehan (flow), stabilitas, dan perbandingan antara stabilitas dan kelelehan (MQ). Berikut ini penjelasan dari kata-kata di atas : 

Void Filled With Asphalt (VFA). VFA adalah rongga terisi aspal oada campuran setelahmengalami proses pemadatan yang dinyatakan dalam persen terhadap rongga antar butiran agregat (VMA), sehingga antara nilai VMA dan VFA mempunyai kaitan yang sangat erat. Faktor – faktor yang mempengaruhi VFA antara lain kadar aspal, gradasi agregat, energy pemadat (jumlah dan temperatur pemadatan), dan absorpsi agregat. Mengecilnya nilai VMA pada kadar aspal yang tetap, berakibat memperbesar presentase rongga terisi aspal



Void in the Mix (VIM). VIM menunjukkan presentase rongga dalam campuran. Nilai VIM berpengaruh terhadap keawetan dari campuran aspal agregat, semakin tinggi nilai VIM menunjukkan semakin besar rongga dalam campuran sehingga campuran bersifat porrus.



Kelelehan (flow) adalah deformasi vertikal yang terjadi mulai awal pembebanan sampai kondisi stabilitas menurun, yang menunjukkan besarnya deformasi yang terjadi pada lapis perkerasan akibat menahan beban yang diterimanya. Besarnya nilai flow dinyatakan dalam mm atau 0,01”. Nilai flow dipengaruhi oleh kadar aspal, viskositas aspal, gradasi agregat, jumlah dan temperatur pemadatan.



Stabilitas merupakan kemampuan lapis perkerasan menerima beban lalu-lintas tanpa mengalami perubahan bentuk tetap (deformasi permanen) seperti gelombang, alur (rutting), maupun mengalami bleeding. Nilai stabilitas dipengaruhi oleh kohesi atau penetrasi aspal, kadar aspal, gesekan (internal friction), sifat saling mengunci (interlocking) dari partikel-partikel agregat, bentuk dan tekstur permukaan, serta gradasi agregat.



Marshall Quotient (MQ). Nilai MQ menyatakan sifat kekakuan suatu campuran. Bila nilai MQ terlalu tinggi, maka campuran akan cenderung terlalu kaku dan mudah retak. Sebaliknya bila nilai MQ terlalu rendah, maka perkerasan menjadi terlalu lentur dan cenderung kurang stabil.

Dari hasil yang telah didapatkan tersebut dapat diperoleh kadar aspal optimum berdasarkan kriteria di batas, untuk kemampuan campuran yang sesuai dengan Standar Bina Marga. Persyaratan campuran lapis aspal untuk lalu lintas berat berdasarkan buku petunjuk Pelaksanaan Lapis Aspal Beton (LASTON) Tabel IV halaman 10, untuk jalan raya adalah sebagai berikut : Rongga terisi aspal

: > 75%

Rongga dalam campuran Kelelehan

: 3% - 5% : 2mm – 4mm

Stabilitas + kelelehan

: 200 kg/mm – 350 kg/mm

Dalam perencanaan campuran aspal yang ideal maka harus memenuhi syarat antara stabilitas yang tinggi, fleksibilitas yang rendah, rongga pori yang kecil, dan rongga dalam campuran yang kecil.

Pengujian Marshall

Pengujian Marshall Kinerja beton aspal padat ditentukan melalui pengujian benda uji yang meliputi: Penentuan berat volume benda uji Pengujian nilai stabilitas, adalah kemampuan maksimum beton aspal padat menerima beban sampa terjadi kelelehan plastis Pengujian kelelehan (flow), adalah besarnya perubahan bentuk plastis dari beton aspal padat akibat adanya beban sampai batas keruntuhan Perhitungan Marshall Qoutient adalah perbandingan antara nilai stabilitas dan flow Perhitungan berbagai jenis volume pori dalam beton aspal padat (VIM, VMA, dan VFA) Perhitungan tebal selimut atau film aspal Alat Marshall merupakan alat tekan yang dilengkapi dengan proving ring (cincin penguji) berkapasitas 22,2 KN (=5000 lbf) dan flowmeter. Proving ring digunakan untuk mengukur nilai stabilitas dan flowmeter untuk mengukur kelelehan plastis atau flow. Benda uji Marshall berbentuk silinder berdiameter 4 inci (=10,2 cm) dan tinggi 2,5 inci (=6,35 cm). prosedur pengujian Marshall mengikuti SNI 06-24891991, atau AASHTO T 245-90 atau ASTM D 1559-76. Dari keenam butir pengujian yang umum dilakukan untuk menentukan kinerja beton aspal, terlihat bahwa hanya nilai stabilitas dan flow yang ditentukan dengan mempergunakan alat Marshall, sedangkan parameter lainnya ditentukan melalui penimbangan benda uji dan perhitungan. Walaupun demikian, secara umum telah dikenali bahwa pengujian Marshall meliputi pengujian keenam butir diatas. Secara garis besar pengujian Marshall meliputi: 1. Persiapan benda uji 2. Penentuan berat jenis bulk dari benda uji 3. Pemeriksaan nilai stabilitas dan flow 4. Perhitungan sifat volumetric benda uji Persiapan benda uji Hal-hal yang diperhatikan dalam mempersiapkan benda uji adalah: 1. Jumlah benda uji yang disiapkan 2. Persiapan agregat yang akan digunakan 3. Penentuan temperature pencampuran dan pemadatan 4. Persiapan campuran beton aspal 5. Pemadatan benda uji 6. Persiapan untuk pengujian Marshall Jumlah benda uji yang disiapkan ditentukan dari tujuan dilakukannya uji Marshall tersebut. AASHTO menetapkan 3 buah benda uji untuk setiap kadar aspal yang digunakan. Agregat dikerngkan di dalam oven pada temperature 105-110 C. setelah dikeringkan agregat dipisah-pisahkan sesuai fraksi ukurannya dengan mempergunakan saringan. Umumnya fraksi ukuran yang digunakan adalah:  19 – 25 mm (3/4 – 1 inci)  9,5 – 19 mm (3/8 – ¾ inci)  4,75 – 9,5 mm (No. 4 – 3/8 inci)  2,36 – 4,75 mm (No. 8 – No. 4)  < 2,76 mm (< No. 8) Temperature pencampuran adalah temperature pada saat aspal mempunyai viskositas kinematis sebesar 170  20 centistokes dan temperature pemadatan adalah temperature pada saat aspal mempunyai nilai viskositas kinematis 280  30 centistokes. Agregat yang digunakan untuk membuat benda uji Marshall tidak boleh melebihi 25 mm (= 1 inci). Jika digunakan agregat lebih besar dari 25 mm sampai dengan 38 mm (=1,5 inci), maka haruslah dilakukan modifikasi seperti yang dilakukan Kandhal.

Campuran disiapkan untuk satu benda uji. Agregat ditimbang sesuai fraksi ukurannya berdasarkan gradasi yang diinginkan. Berat total agregat campuran adalah berat agregat yang dapat menghasilkan satu benda uji padat setinggi 6,35 cm dengan diameter 10,2 cm. umumnya berat agregat campuran adalah  1200 gram. Sebaiknya sebelum dibuat benda uji untuk uji Marshall, dibuat dahulu satu benda uji dengan berat agregat tertentu, untuk memeriksa apakah agregat yang dipilih perlu dilakukan jika tinggi benda uji yang diperoleh lebih/kurang dari yang ditetapkan. Agregat dipanaskan sampai mencapai temperature  20C diatas suhu pencampuran. Agregat panas dan aspal panas dimasukkan ke dalam tempat pencampuran untuk dicmapur merata pada suhu pencampuran. Campuran beton aspal panas dituangkan ke dalam mold yang telah dipersiapkan, ditusuk – tusuk, dan dipadatkan dengan mempergunakan penumbuk (hammer) seberat 10 pon (=4,356 kg) dengan tinggi jatuh 18 inci (=45,7 cm). tabel memberikan batasan tentang jumlah tumbukan yang dilakukan untuk setiap sisi benda uji, berdasarkan beban lalu lintas yang akan dilayani oleh perkerasan ini. Setelah pemadatan selesai dilakukan, maka benda uji dibiarkan dingin dan dikeluarkan dari mold. Tabel. Jumlah Tumbukan Masing – Masing Sisi Benda Uji

Beban Lalulintas

Jumlah Lintasan Sumbu Standar 18000 pon (ESA)

Jumlah Tumbukan Masing-Masing Sisi Benda Uji

Ringan

< 104

35

Sedang

104 – 106

50

Berat

>106

75

Penentuan Berat Jenis Bulk Dari Benda Uji Penentuan berat jenis bulk dari benda uji beton aspal padat dilakukan segera setelah benda uji dingin dan mencapai suhu ruang. Berat jenis bulk ditentukan sesuai AASHTO T166-88. Pemeriksaan Nilai Stabilitas Dan Flow Pemeriksaan stabilitas diperlukan untuk mengukur ketahanan benda uji terhadap beban dan flowmeter mengukur besarnya deformasi yang terjadi akibat beban. Untuk mendapatkan temperature benda uji sesuai dengan temperature terpanas di lapangan, maka sebelum dilakukan pemeriksaan benda uji dipanaskan terlebih dahulu selama 30 atau 40 menit dengan temperature 60 C di dalam water bath. Pengukuran dilakukan dengan menempatkan benda uji pada alat Marshall dan beban diberikan kepada benda uji dengan kecepatan 2 inci/menit atau 51 mm/menit. Beban pada saat terjadi keruntuhan dibaca pada arloji pengukur dari proving ring, deformasi yang terjadi pada saat itu merupakan nilai flow yang dapat dibaca pada flowmeternya. Nilai stabilitas merupakan nilai arloji pengukur dikalikan dengan nilai kalibrasi proving ring dan dikoreksi dengan angka koreksi akibat variasi ketinggian benda uji. Perhitungan Parameter Marshall Lainnya Setelah uji Marshall dilakukan, maka dilanjutkan dengan perhitungan untuk menentukan: 1. Marshall Quotient (MQ) adalah rasio antara nilai stabilitas dan kelelehan 2. Berat volume benda uji 3. Volume pori dalam benda uji (VIM) 4. Volume antara agregat dalam benda uji (VMA)

5. 6.

Volume antara agregat yang terisi oleh aspal (VFA) Tebal selimut aspal

Pengujian Kadar Aspal dalam Campuran (Ekstraksi)

Ekstraksi adalah pemeriksaan sampel (benda uji) aspal yang bertujuan untuk mengetahui kandungan aspal yang ada apakah sesuai dengan spesifikasi yang telah ditentukan menurut SKBI – 24.26.1987 : yaitu kadar aspal yang diijinkan berkisar antara 4% sampai 7%. Kadar aspal merupakan presentase dari berat endapan dan berat sampel campuran yang dibuat dalam percobaan. Berat sampel campuran dibuat dengan cara menumbuk benda uji yang telah di uji dengan test marshall seberat 300 gram.

Misalnya untuk sampel I diperoleh 5,5% kadar aspal, sedangkan kadar aspal rencana adalah 6% dan untuk sampel II diperoleh 6,367% sedangkan kadar aspal rencana 7%. Seharusnya, kadar aspal hasil pengujian dan kadar aspal rencana harus sama. Jika kadar aspal yang dipero leh lebih besar dari pada yang direncanakan, maka kemungkinan akan terjadi bleeding. Sebaliknya, jika kadar aspal yang diperoleh lebih kecil dari yang direncanakan, maka akan berpengaruh terhadap kemampuannya dalam menahan beban lalu-lintas, karena ikatan antar agregat kurang kuat.

Perbedaan nilai kadar aspal yang diperoleh dan dengan yang direncanakan kemungkinan diakibatkan ketidaktelitian praktikan pada saat membuat campuran aspal, sehingga kandungan aspal yang dicampurkan melebihi kadar yang ditentukan. Selain itu, perbedaan tersebut juga dikarenakan pada saat percobaan yang tidak memenuhi aturan yang seharusnya, yaitu dilakukannya dua percobaan sekaligus, dimana benda uji yang satu di atas dan yang lain di

bawah sehingga aspal yang telah dilarutkan oleh TCE merembes ke bawahnya dimana di bawahnya ada benda uji yang lain. Perbedaan ini juga disebabkan oleh pengadukan campuran aspal yang tidak merata.

Analisis Saringan Agregat

Ada 2 macam metode dalam menentukan analisis saringan suatu agregat mineral : Analisis Saringan Kering Sejumlah agregat yang dikeringkan dengan saksama dan beratnya ditimbang, diguncang dengan seperangkat saringan dengan ukuran-ukuran yang dipilih. Saringan tersebut disusun dengan ukuran terbesar di atas. Pengguncangan biasanya dengan cara mekanis

Analisis Saringan Pencucian Metode percobaan ini meliputi penentuan prosedur distribusi ukuran butir agregat halus dan kasar dengan prosedur pencucian. Prosedur semacam ini sering kali dibutuhkan bila agregatnya mengandung butiran-butiran halus atau debu yang sangat halus atau lempung yang mungkin melekat pada butiran-butiran agregat yang lebih kasar. Penentuan analisa saringan ini diperlukan untuk mengetahui gradasi perlu atau tidaknya mengadakan kombinasi campuran. Dari hasil percobaan analisa saringan, akan didapatkan harga-harga jumlah agregat tertahan pada masing-masing nomor saringan. Harga-harga tersebut diolah untuk mendapatkan hargaharga presentase julah yang lolos. Harga-harga tersebut apabila di plotting ke dalam grafik analisa gradasi yang terdapat di dalam ASTM.

Pada grafik analisa saringan agregat halus dibagi menjadi empat jenis grafik yang dinamakan

grafik zona 1, zona 2, zona 3, dan zona 4. Zona tersebut dibagi sesuai dengan sifat dan agregat halus untuk zona 1 bersifat halus, zona 2 bersifat agak halus, zona 3 bersifat agak kasar. Sedangkan grafik untuk agregat kasar dibagi menjadi tiga jenis grafik ukuran maksimum 10 mm, ukuran maksimum 20 mm dan ukuran maksimum 40 mm

ANALISIS KADAR ASPAL OPTIMUM LASTON LAPIS AUS DIPOSKAN OLEH GYNANJAR SHINIGAMI DI 20.18 SENIN, 21 JANUARI 2013

ABSTRAK

Aspal sebagai bahan pengikat dalam campuran beraspal pada sistem perkerasan lentur mempunyai pengaruh yang besar terhadap umur pelayanan lapis perkerasan jalan. Oleh sebab itu kadar aspal dalam suatu campuran aspal menjadi bagian yang sangat penting. Kadar aspal optimum pada campuran aspal harus memenuhi persyaratan spesifikasi teknik 2010, seperti nilai VIM, VMA, VFB, Flow, dan sebagainya. Pada Proyek Pemeliharaan Berkala Ruas Jalan Sp. Sakah – Sp. Blahbatuh tahun 2011, dilakukan tahapan-tahapan untuk mendapatkan kadar aspal optimum. Dimulai dari pemeriksaan propertis agregat dan aspal. Setelah didapat gradasi agregat sesuai dengan yang disyaratkan dan melalui percobaan dengan kadar aspal mulai dari 5.50 – 7.50%, diperoleh kadar aspal optimum sebesar 6.80%. Selain itu, pemakaian kadar aspal optimum 6.80%, memperhatikan sifat agregat di quarry dusun Badeg, desa Subudi, Kec. Selat, Karangasem yang memiliki daya penyerapan terhadap aspal pada batas maksimal yang diijinkan, yaitu sebesar 1.2%. Dengan kadar aspal optimum 6.80% diperoleh nilai VIM = 4.83%, VMA = 16.40%, VFB = 70.59, Tebal Lapisan Aspal Film = 8.33µ, Stabilitas = 1,226.1 kg, Flow = 3.31 mm, dan Marshall Quotient 370.62 kg/mm. Dari pemeriksaan Percentage Refusal Density (PRD) diperoleh hasil nilai VIM sebesar 4.84%. Semua nilai karakteristik campuran AC-WC pada kadar aspal 6.80% memenuhi persyaratan sepesifkasi teknik 2010.

Kata Kunci: Kadar Aspal Optimum, Spesifikasi Teknik 2010.

LATAR BELAKANG

Pada sistem perkerasan lentur (flexible pavement) dipakai material aspal sebagai bahan pengikat agregat. Material aspal memiliki sifat kohesif, adesif, dan termoplastis. Kohesif berarti sifat mengikat sesama komponen aspal, yang dapat dievaluasi melalui pemeriksaan daktilitas. Adesif adalah sifat mengikat material lain, yaitu agregat pada campuran asphalt concrete (AC). Sifat adesif dapat dievaluasi melalui pemeriksaan stabilitas Marshall (Thanaya, 2008). Sifat termoplastis adalah sifat aspal yang dipengaruhi oleh oleh perubahan temperatur (temperatur suceptibility). Aspal akan mencair bila dipanaskan, dan akan mengeras kembali bila didinginkan (Santosa, 1997). Kualitas dan kuantitas aspal dalam campuran sangat berpengaruh terhadap kinerja campuran lapis perkerasan dalam menerima beban lalu lintas. Kadar aspal yang rendah dalam suatu campuran akan mengakibatkan lapis perkerasan mengalami retak-retak. Demikian juga kadar aspal yang berlebihan membuat lapis perkerasan mengalami bleeding. Oleh sebab itu, kadar aspal yang diperlukan dalam suatu campuran lapis perkerasan adalah kadar aspal optimum, yaitu suatu kadar aspal yang memberikan stabilitas tertinggi pada lapis perkerasan, dimana persyaratan yang lainnya juga dipenuhi, seperti nilai VIM, Flow dan sebagainya, hingga pada akhirnya memberi umur pelayanan jalan yang lebih lama. Kadar aspal pada suatu campuran AC mempengaruhi nilai Specific Gravity (SG), Voids in Mix (VIM), Voids in Material Agregates (VMA), Voids Filled with Bitumen (VFB),Stability, Flow, dan Marshall Qoutient. Specific Gravity akan bertambah dengan bertambahnya kadar aslap sampai pada batas maksimum kemudian nilainya menurun. Voids in Mix menurun secara konsisten dengan bertambahnya ladar aspal. Voids in Material Agregates umumnya menurun sampai pada batas tertentu, kemudian naik dengan bertambahnya kadar aspal. Voids Filled with Bitumen secara konsisten bertambah dengan bertambahnya kadar aspal. Stability naik dengan bertambahnya kadar aspal sampai batas tertentu kemudian turun. Flow secara konsisten terus naik dengan bertambahnya kadar aspal. Marshall Qoutient bertambah dengan bertambahnya kadar aspal sampai batas tertentu kemudian menurun (Wirahaji, 2010). Kadar aspal yang terpakai dalam campuran yang kemudian dihampar di lapangan adalah kadar aspal optimum. Kadar aspal optimum menjadi persyaratan mutlak dalam setiap campuran lapis perkerasan beraspal. Besaran kadar aspal optimum berbeda-beda, tergantung dari propertis aspal, agregat, gradasi agregat dan jenis campuran itu sendiri. Lapis perkerasan yang di atas selalu lebih besar kadar aspalnya. Lapisan atas yang kedap air seperti AC-WC memiliki kadar aspal yang paling tinggi daripada lapis perkerasan di bawahnya. Hal ini disebabkan, karena aspal mampu mengisi rongga-rongga dalam campuran. Pengisian rongga-rongga ini dengan sendirinya akan memperkecil volume rongga, sehingga air tidak bisa masuk

meresap ke lapisan aspal di bawahnya. Dengan kemiringan melintang badan jalan 2 – 4% air hujan akan mengalir keluar badan jalan. Pada Proyek Paket pemeliharaan Berkala Ruas Jalan Simpang Sakah – Simpang Blahbatuh tahun anggaran 2011, dengan Nomor Kontrak: KU.08.08/742/SKPD-PEMEL/V/2011, tanggal 3 Mei 2011, juga dilakukan tahapan-tahapan dalam menentukan kadar aspal optimum yang akan dipakai dalam campuran lapis perkerasan Laston Lapis Aus atau Asphalt Concrete – Wearing Course (AC-WC). Perusahaan Jasa Konstruksi (PJK) yang melaksanakan pekerjaan paket proyek ini adalah CV. Sekar Alit Wiraguna. Sedangkan konsultan supervisinya adalah PT. Wiranta Bhuana Raya. Lokasi Asphalt Mixing Plant (AMP) berada di Base Camp PJK di dusun Badeg, desa Subudi, Kecamatan Selat, Kabupaten Karangasem. Lokasi penghamparan pada ruas jalan simpang Sakah – simpang Blahbatuh. Kegiatan mencari kadar aspal optimum dilakukan di laboratorium Base Camp perusahaan jasa konstruksi (PJK) bersama petugas laboratorium dari kontraktor, laboratorium teknisi danquality enginner dari konsultan supervisi, serta pengawas mutu dari Satker Dinas PU SKPD-TP. Ketiga pihak secara bersama-sama melakukan sejumlah pemeriksaan/pungujian gradasi dan kadar aspal dengan seksama. AC-WC adalah lapisan aus yang merupakan lapisan perkerasan yang ditempatkan paling atas, sebagai lapis permukaan (surface). Persyaratan lapisan ini (surface) adalah kedap air, yaitu lapisan ini harus dapat mengalirkan air ke tepi badan jalan. Sifat kedap air ini untuk melindungi lapis perkerasan di bawahnya agar tidak kemasukan air. Bila air dapat meresap ke dalam lapisan bawahnya, maka jalan akan segera rusak, tidak akan bertahan sesuai dengan umur rencana, yang biasanya direncanakan selama 10 tahun.

RUMUSAN MASALAH Bila dibandingkan dengan proyek-proyek lain, pada tahun anggaran 2011, pemakaian kadar aspal optimum pada paket ruas simpang Sakah – simpang Blahbatuh yaitu sebesar 6.8% tergolong paling tinggi untuk jenis campuran yang sama yaitu AC-WC. Paket ruas lainnya memakai kadar aspal optimum sebesar 6.2% - 6.5%. Hal ini tentu menjadi pertanyaan, sebab prinsip efisiensi seolah-olah tidak terpenuhi. Pada prinsipnya bila dengan kadar aspal yang rendah sudah tercapai nilai stabilitas yang disyaratkan, mengapa harus dengan kadar aspal yang lebih tinggi? Dari latar belakang di atas dapat dibuatkan beberapa rumusan masalah untuk memfokuskan analisis, yaitu:

a.

Faktor-faktor apa saja yang mempengaruhi kadar aspal optimum?

b.

Bagaimanakah proses untuk mendapatkan kadar aspal optimum

TINJAUAN TEORI Aspal Sebagai Bahan Pengikat Campuran Aspal adalah material yang pada temperatur ruang berbentuk padat sampai agak padat, dan bersifat termoplastis. Aspal akan mencair jika dipanaskan sampai temperatur tertentu, dan kembali membeku jika temperatur turun. Banyaknya aspal sebagai bahan pengikat agregat dalam campuran perkerasan berkisar antara 4 – 10% berdasarkan berat campuran atau 10 – 15% berdasarkan volume campuran (Sukirman, 2003). Secara garis besar komposisi kimiawi aspal terdiri dari asphaltenes, resins, dan oils.Asphaltenes terutama terdiri dari senyawa hidrokarbon, merupakan material yang berwarna coklat tua atau hitam. Asphaltenes menyebar di dalam larutan yang disebut maltenes. Maltenes berupa cairan kental yang terdiri dari resins dan oils. Resins cairan yang berwarna kuning atau coklat tua yang memberikan sifat adhesi pada aspal. Maltenes merupakan bagian yang mudah berubah sesuai dengan perubahan temperatur dan umur pelayanan. Durabilitas aspal merupakan fungsi dari ketahanan aspal terhadap perubahan mutu kimiawi selama proses pencampuran dengan agregat, masa pelayanan, dan proses pengerasan seiring waktu dan umur pelayanan (Sukirman, 2003).

Pengerasan aspal dapat terjadi karena oksidasi, penguapan, dan perubahan kimiawi lainnya. Reaksi kimiawi dapat mengubah resins menjadi asphaltenes, dan oils menjadi resins, yang secara keseluruhan akan meningkatkan viscositas aspal. Menurut Wignall (2003) aspal dapat dibagi menjadi 2 (dua), yaitu : 1.

aspal alam

2.

aspal buatan

Aspal alam dapat berasal dari batuan pegunungan (rock asphalt) dan danau (lake asphalt). Aspal buatan didapat dari proses destilasi minyak bumi, dengan pemanasan dibawah tekanan atmosfir untuk memisahkan

fraksi-fraksi ringan, seperti gasoline (bensin),kerosene (minyak tanah), dan gas oil. Hasil proses destilasi/penyulingan minyak tanah mentah menghasilkan 3 (tiga) macam aspal (Suryadharma, 2008), yaitu: 1.

Aspal keras/panas (asphalt cement, AC)

2.

Aspal dingin/cair (cut back asphalt)

3.

Aspal emulsi (emulsion asphalt)

Penggunaan yang paling umum adalah jenis aspal keras (AC). Aspal jenis ini berbentuk padat pada temperatur antara . Di indonesia AC terdiri dari beberapa jenis, yaitu: 1.

AC pen 40/50

2.

AC pen 60/70

3.

AC pen 80/100

4.

AC pen 120/150

5.

AC pen 200/300

Di Indonesia umumnya dipakai AC pen 60/70 atau AC pen 80/100. Syarat umum AC adalah berasal dari saringan minyak bumi, harus mempunyai sifat yang sejenis, kandungan kadar parafinnya tidak lebih dari 2% dan tidak mengandung air/busa pada temperatur . Tabel 01: Klasifikasi Aspal Keras (Suryadharma, 2008). NO

1 2 3 4

JENIS PEMERIKSAAN Penetrasi , 100 gr, 5 detik Titik Nyala Daktilitas , 5 cm per menit Berat Jenis

JENIS PENETRASI Pen 40/50

Pen 60/70

Pen 80/100

SATUAN

Min. 40

Min. 60

Min. 80

0.1 mm

200

200

225

75

75

100

cm

1

1

1

gr/cm3

Penetrasi adalah besarnya kedalaman jarum penetrasi dapat menembus lapisan aspal pada suhu dengan beban sebesar 100 gram selama 5 detik (SNI 06-2456-1991). Pemeriksaan penetrasi dilakukan untuk mengetahui tingkat kekentalan atau kekerasan aspal. AC pen 60/70 berarti jarum penetrasi dapat menembus lapisan aspal sedalam 6 – 7 mm = (60 – 70) x 0.1 mm. Titik Lembek adalah suhu pada saat bola baja, dengan berat tertentu mendesak turun suatu lapisan aspal yang tertahan dalam cincin berukuran tertentu, sehingga aspal tersebut pelat dasar yang terletak di bawah cincin pada tinggi 25.4 mm, sebagai akibat kecepatan pemanasan tertentu (SNI 062434-1991). Titik lembek dipakai sebagai pedoman dalam melakukan pemadatan campuran aspal di lapangan. Campuran aspal tidak bisa dipadatkan pada saat suhu masih tinggi. Demikian juga tidak akan mau padat bila dipadatkan pada suhu di bawah titik lembek. Titik Nyala adalah suhu pada saat terlihat nyala singkat kurang dari 5 detik pada suatu titik di atas permukaan aspal (SNI 032-2433-1991). Dengan diketahui suhu titik nyala ini dapat dipakai sebagai pedoman dalam pemanasan aspal. Daktilitas aspal adalah nilai keelastisitasan aspal yang diukur dari jarak terpanjang, apabila antara dua cetakan berisi bitumen yang ditarik sebelum putus pada suhu dengan kecepatan tarik 50 mm/menit (SNI 062432-1991). Nilai daktilitas berpengaruh pada nilai flow campuran aspal.

Asumsi Penyelimutan Aspal Terhadap Agregat Tingkat penyelimutan aspal terhadap agregat menentukan specific gravity campuran (SG mix). Ada 3 (tiga) kemungkinan penyelimutan aspal terhadap agregat (lihat Gambar 02), yaitu (Thanaya, 2008): 1.

Bulk Specific Gravity: Bila aspal diasumsikan hanya menyelimuti agregat di bagian permukaan saja, tidak meresap ke bagian agregat yang permeabel, volume yang diperhitungkan adalah: , maka

Di mana

= berat volume air = 1 gr/cc = 1 lt/cm3

Sehingga Bulk SG adalah rasio antara berat agregat dan berat air yang volumenya = .

2.

Apparent Specific Gravity Bila diasumsikan aspal meresap ke dalam agregat dengan tingkat resapan yang sama dengan air, yaitu sampai ke atau ke dalam , maka volume yang dipertimbangkan adalah

3.

.

Effektif Specific Gravity Bulk SG dan App SG adalah 2 (dua) kondisi yang ekstrem. Bila diasumsikan aspal dapat meresap sampai ke , maka volume yang dipertimbangkan adalah

. Asumsi ini lebih realistis.

Menurut Asphalt Institute Bulk SG digunakan untuk menghitung VMA dan VFB campuran padat, sedangkan Eff SG digunakan untuk menentukan porositas (VIM). Tetapi Bina Marga mempergunakan Eff SG untuk menghitung seluruh sifat campuran. Dalam praktek di lapangan Eff SG diambil sebesar:

Gambar 02: Tingkat Penyelimutan Aspal Terhadap Agregat

ANALISIS a.

Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Kadar Aspal Optimum Pada setiap awal proyek jalan, paling sedikit 30 hari sebelum dimulainya pekerjaan aspal, Perusahaan Jasa Konsruksi (PJK) harus menyerahkan secara tertulis kepada Direksi Pekerjaan, usulan Design Mix Formula (DMF) untuk campuran yang akan dihampar di lapangan. Formula yang diserahkan PJK berisi rincian antara lain: kadar aspal optimum, sumber agregat, ukuran nominal maksimum partikel, persentase setiap fraksi agregat yang cenderung digunakan PJK, baik pada cold bin maupun hot bin, gradasi agregat gabungan yang memenuhi gradasi yang disyaratkan, dan rentang temperatur pencampuran aspal dengan agregat serta temperatur saat campuran beraspal dikeluarkan dari alat pengaduk (mixer). Kadar aspal optimum ditentukan dengan merata-ratakan kadar aspal yang memberikan nilai stabilitas maksimum, kepadatan maksimum dan kadar aspal pada VIM-PRD yang disyaratkan. Hasil ini kemudian di cek apakah pada nilai rata-rata ini persyaratan campuran beraspal lainnya seperti VMA, VFB dan Flow campuran telah memenuhi spesifikasi.

Pemeriksaan Propertis Aspal Pemeriksaan propertis aspal sebagai bahan pengikat campuran aspal sangatlah penting. Aspal yang digunakan haruslah memenuhi syarat seperti yang ditentukan dalam spesifikasi. Untuk daerah yang beriklim tropis sebenarnya lebih cocok bila menggunakan campuran aspal emulsi dingin

(CAED), karena dengan terik matahari akan sangat membantu penguapan air yang dikandung dalam CAED. Tetapi karena penggunaan CAED di Bali khususnya dan di Indonesia umumnya tidak populer dan tidak didukung oleh instalasi Asphlat Mixing Plant (AMP) yang dimiliki oleh para perusahaan jasa konstruksi (PJK), maka penggunaan CAED hanya sebatas pada pemeliharaan jalan yang bersifat setempat-setempat, menutupi jalan berlubang. Pada Proyek Pemeliharaan Berkala Ruas Jalan Sakah – Blahbatuh ini, digunakan AC 60/70. Sebelum digunakan dalam pencampuran AC-WC, sampel dari jenis aspal ini diperiksa terlebih dahulu ke Unit Pelayanan Terpadu Balai Peralatan dan Pengujian, di Jl. Cokroaminoto, Ubung, Denpasar. Hasil pemeriksaan propertis AC 60/70, seperti Tabel berikut: Tabel 02: Rekapitulasi Hasil Pemeriksaan Propertis Aspal pen 60/70 No

Jenis Pemeriksa an

Cara Pemeriksaan SNI 1991

06-2456-

Hasil Pemeriksa an

Persyaratan pen 60/70

Satuan

Min

Max

65.50

60

79

52.75

48

58

311.00

200

-

0.09

-

0.80

% berat

1

Penetrasi

2

Titik Lembek

3

Titik Nyala

4

Kehilangan berat

5

Daktilitas

SNI 1991

06-2432-

122.00

100

-

cm

6

Berat Jenis

SNI 1991

06-2488-

1.03

1

-

gr/cc

SNI 06-24341991 SNI 1991

06-2433-

SNI 06-24411991

0.1 mm

Dari Tabel 02, dapat dilihat bahwa contoh sampel aspal yang diperiksa di Unit Pelayanan Terpadu Peralatan dan Pengujian memenuhi persyaratan. Sehingga aspal pen 60/70 dapat digunakan pada Proyek Pemeliharaan Berkala Ruas Jalan Sp. Sakah – Sp. Blahbatuh.

Persyaratan Spesifikasi 2010 Di dalam buku spesifikasi 2010, ditentukan beberapa nilai sebagai persyaratan yang tidak boleh keluar dari ketentuan tersebut. Dalam Tabel 03, ditentukan beberapa nilai persyaratan sebagai berikut:

Pada Proyek Pemeliharaan Berkala Ruas Jalan Sp. Blahbatuh – Sp. Sakah dipakai jenis Laston Lapis Aus Halus atau Asphalt Concrete Wearing Course (AC-WC). Dari tabel spesifikasi di atas dapat dilihat faktor-faktor yang mempengaruhi penentuan kadar aspal optimum suatu campuran aspal. Faktor-faktor yang berpengaruh yaitu: -

Porositas agregat.

-

Jumlah tumbukan per bidang.

-

Persyaratan rongga dalam campuran (VIM), rongga dalam mineral agregat (VMA), rongga terisi aspal (VFB), dan rongga dalam campuran pada kepadatan membal (refusal).

-

Persyaratan Stabilitas Marshall, Marshall Quotien, dan Stabilitas Marshall Sisa.

-

Persyaratan Pelelehan (Flow).

Penyerapan aspal oleh agregat ditentukan maksimal sebesar 1.2%. Angka ini tidak boleh dilewati untuk mencegah penggunaan agregat porous dengan berat jenis rendah. Agregat dengan porositas tinggi mengakibatkan penggunaan kadar aspal yang tinggi, sebab akan lebih banyak menyerap aspal untuk mengisi bagian-bagian yang kosong pada agregat itu. Pada proyek ini penyerapan agregat terhadap aspal seebsar 1.2%, sudah memenuhi syarat. Rongga dalam campuran / Voids in Mix (VIM) diberi rentang antara 3.5 – 5.0%. VIM adalah volume total udara yang berada di antara partikel agregat yang terselimuti aspal dalam suatu campuran yang telah dipadatkan, dan dinyatakan dalam persen volume bulk (Puslitbang, 2000). Kadar aspal optimum harus berada dalam interval angka ini. Pada proyek ini nilai VIM dicapai sebesar 4.83%, masih berada dalam interval di atas. Rongga dalam agregat / Voids in Mineral Agregate (VMA) dibatasi minimal sebesar 15%. VMA adalah volume rongga yang terdapat di antara partikel agregat suatu campuran yang telah dipadatkan, yang dinyatakan dalam persen terhadap volume total benda uji (Puslitbang, 2000). Pada kasus proyek ini nilai VMA yang dicapai adalah sebesar 16.40%, sudah berada di atas angka minimal yang disyaratkan. Rongga terisi aspal / Voids Filled with Bitumen (VFB) diberi nilai minimal sebesar 65%. VFB adalah bagian dari rongga yang berada di antara mineral agregat (VMA) yang terisi aspal efektif, dinyatakan dalam persen. Pada kasus proyek ini nilai VFB yang dicapai sebesar 70.59%, sudah melampaui batas minimum yang disyaratkan. Stabilitas Marshall adalah ketahanan suatu campuran menahan deformasi (resistence of deformation) akibat beban lau lintas (The Asphalt

Institute, 1983). Stabilitas dinyatakan dalam kg atau kN (1 kN = 100 kg) Stabilitas disyaratkan minimal 800 kg. Dalam kasus proyek ini nilai stabilitas yang dihasilkan sebesar 1,226.1 kg. Jadi sudah melebihi angka stabilitas minmal. Pelelehan atau Flow dibatasi minimal 3.00 mm. Flow adalah angka yang menunjukkan besarnya penurunan vertikal pada benda uji, yang dinyatakan dalam mm atau 0.01” (The Asphalt Institute, 1983). Pada kasus proyek ini nilai flow yang dihasilkan adalah sebesar 3.31, jadi memenuhi syarat angka minimal. Marshall Qoutient (MQ) dibatasi minimal 250 kg/mm. MQ adalah angka yang menyatakan tingkat kelenturan (flexibility) suatu campuran. MQ merupakan hasil bagi nilai stabilitas terhadapflow. Pada kasus proyek ini didapat nilai MQ sebesar 370.61 kg/mm, jadi memenuhi syarat. Demikian juga nilai stabilitas rendaman sisa minimal 90 % juga telah dicapai dengan angka 98.68%, dan Rongga dalam Campuran (VIM) dari Percentage Refusal Density (PRD) dari nilai minimal yang disyaratkan 2.50% juga tercapai dalam kasus proyek ini sebesar 4.84%.

b.

Proses Penentuan Kadar Aspal Optimum Secara garis besar prosedur yang baku dalam perencanaan campuran beraspal berdasarkan nilai PRD adalah sebagai berikut:

Pemilihan Gradasi Agregat Campuran Material agregat penyusun lapisan AC-WC pada proyek ini dipakai material yang ditambang dari quarry-nya PT. Tunas Jaya Sanur, yang berlokasi di dusun Badeg, desa Subudi, Selat, Karangasem. Adapun jenis material yang digunakan adalah: -

CA (Coarse Agregat) dengan diameter 10 – 14 mm, dominan tertahan pada saringan No. 8.

-

MA (Medium Agregat) dengan diameter 0.5 – 10 mm, dominan tertahan pada saringan No. 8.

-

FA (Fine Agregate), di lapangan dipakai istilah Abu Batu, dengan diameter maks 0.5 mm dominan lolos pada saringan No. 8.

-

Filler dari cement portland, sebagai bahan pengisi rongga/void.

Setelah dilakukan pemeriksaan berkali-kali didapat gradasi dari masing-masing fraksi dan gradasi gabungan AC-WC. Gradasi masing-masing fraksi, sebagai berikut:

Pada Tabel 04, dari analisis saringan pada rata-rata percobaan I dan II untuk gradasicoarse agregate di atas dapat dilihat bahwa sebagian besar partikelnya lolos pada saringan ukuran 19.00, 12.50, dan 9.50 mm. Ini berarti bahwa sebagian besar diamater butirnya ≥ 9.50 mm.

Dari Tabel 05, dapat dilihat persentase yang lolos pada rata-rata percobaan I dan II adalah pada saringan ukuran 19.00, 12.00, 84.50, dan 47,15 mm. ini berarti untuk agregat medium, diameter butirnya sebagian besar berada pada ≥ 4.750 mm. Lebih banyak partikel halusnya dari pada course agregate.

Dari Tabel 06, diperlihatkan untuk rata-rata percobaan I dan II diperoleh diameter partikelfine agregate sebagian besar lolos saringan 0.60 mm. Berarti diameter butir pada fine agregatesebagian besar di atas 0.30 mm.

Setelah masing masing agregat diketahui gradasinya, dilakukan penggabungan (blending) gradasi agregat dengan melakukan percobaan proporsi persentase agregat. Serangkaian percobaan ini dilakukan agar memenuhi persyaratan spesifikasi, yaitu berada di antara batas bawah dan

batas atas. Dari beberapa kali percobaan diperoleh proporsi agregat dengan komposisi sebagai berikut:

Membuat Benda Uji Setelah proporsi agregat yang memenuhi syarat sudah didapat, pekerjaan selanjutnya membuat benda uji untuk mencari kadar aspal yang paling sesuai (optimum). Suatu kadar aspal yang memberikan nilai stabilitas maksimal tanpa keluar dari persyaratan VIM, VFB, VMA, dan tebal lapisan aspal film. Untuk menentukan kadar aspal awal terdapat beberapa formula pedekatan, salah satunya adalah formula dari Aspahalt Institute, MS-02 1995, sebagai berikut:

KA = 0.035 CA + 0.045 FA + 0.18 FF

Karena formula di atas hanyalah pendekatan yang ersifat empiris, maka perlu dipertimbangkan pendekatan terhadap spesifikasi. Di mana umumnya:

KA awal estimasi = KA efektif + KA yang diserap

KA efektif mengacu pada spesifikasi. KA a yang diserap biasanya diambil 50% dari absorpsi total agregat (CA, MA, FA dan Filler) terhadap air. Kemudian untuk mendapatkan KA optimum, KA divariasikan dengan memberi penambahan atau pengurangan sebesar 0.5%. Pada percobaan ini dimulai dengan KA = 5.5% sd 7.5%.

Dari Tabel di atas dapat diketahui bahwa pada KA 5.5% sd 6.5% nilai VIM, VMA, VFB, Stabilitas, Flow, dan MQ memenuhi spesifikasi, tetapi tebal lapisan aspal film tidak mencapai spesifikasi. Pada KA 7.5% nilai VMA, VFB, Tebal Lapisan Aspal Film, Stabilitas, dan MQ terpenuhi, tetapi nilai VIM dan Flow tidak terpenuhi. Pada KA 7.0% semua persyaratan terpenuhi, tetapi demi efisiensi dicoba KA 6.8%.

Penentuan kadar aspal dapat pula ditentukan dengan menggunakan metode bar-chart, seperti pada Gambar 08 nilai kadar aspal optimum

ditentukan sebagai nilai tengah dari rentang kadar aspal maksimum dan minimum yang memenuhi semua persyaratan spesifikasi (Puslitbang, 2002).

Langkah selanjutnya adalah membuat benda uji 3 (tiga) buah yang akan dipadatkan sebanyak 2 x 400 kali, disebut dengan pengujian PRD (Percentage of Refusal Density) atau kepadatan membal. Kepadatan membal dimaksudkan sebagai kepadatan tertinggi atau maksimum yang dapat dicapai, sehingga campuran tersebut praktis tidak dapat menjadi lebih padat lagi. Kepadatan Membal adalah massa per satuan volume termasuk rongga contoh uji yang dipadatkan sampai membal (Dachlan, 2010). Pemeriksaan Kepadatan Membal ini dipakai untuk mengevaluasi kerusakan jalan beraspal berbentuk retak dan deformasi plastis yang membentuk rutting (alur). Ini berarti metode pemadatan dengan Marshall konvensional atau normal dengan menggunakan mold berdiameter 10 cm (4 inch) dengan tumbukan 2 x 75 kali dianggap belum cukup untuk menjamin kinerja campuran beraspal yang digunakan untuk lalu lintas berat dan padat pada temperatur tinggi. Masalah kepadatan campuran beraspal panas untuk perkerasan jalan yang dirancang dengan metode Marshall konvensional adalah ketergantungannya terhadap pencapaian rongga udara yang disyaratkan. Pencapaian rongga udara perkerasan jalan hanya dapat dievaluasi bila setelah beberapa tahun dilalui oleh kendaraan. Bila rongga udara tidak tercapai oleh pemadatan lalu lintas, maka rongga dalam campuran akan relatif lebih tinggi, sehingga penuaan aspal relatif akan lebih cepat akibat oksidasi, perkerasan menjad kurang lentur dan akan cepat retak. Sebaliknya rongga dalam campuran beraspal masih terlalu rendah, maka akan menyebabkanbleeding atau keluarnya aspak karena campuran tidak cukup memberi ruang untuk mengakomodasi aspal dalam ronganya. Hasil pemeriksaan Percentage of Refusal Density (PRD) atau kepadatan membal pada Proyek Pemeliharaan Berkala Ruas Jalan Sp. Sakah – Sp. Blahbatuh adalah sebagai berikut:

SIMPULAN Penentuan kadar aspal optimum harus melalui langkah-langkah yang telah ditentukan dalam dokumen kontrak. Dalam hal ini buku spesifikasi teknis 2010, dengan memperhatikan sifat-sifat alami material pembentuk campuran aspal dan sejumlah persyaratan campuran aspal. Dari pembahasan di atas ada beberapa hal yang dapat disimpulkan, yaitu: 1.

Penyerapan agregat di dusun Badeg, desa Subudi, Kec. Selat, Karangsem terhadap aspal berada pada ambang batas maksimal yang disyaratkan, yaitu sebesar 1.2%. angka ini berpengaruh pada kadar aspal optimum.

2.

Persyaratan VIM terpenuhi pada kadar aspal 6.50 – 7.00 %. VFB terpenuhi pada kadar aspal 6.50 – 7.50%. Tebal lapisan aspal film terpenuhi pada kadar aspal 7.00 – 7.50%. Persyaratan flow terpenuhi pada kadar aspal 5.50 – 7.00%.

3.

Persyaratan VMA, Stabilitas, Marshall Quotient terpenuhi pada semua kadar aspal.

4.

Setelah dicoba dengan kadar aspal 6.80%, semua persyaratan dapat dipenuhi. Jadi angka 6.80 ditetapkan sebagai kadar aspal optimum.